Comment rendre continue une tension alternative

La tension alternative prélevée sur le secondaire d’un transformateur ne pourra jamais être utilisée pour alimenter les transistors ou les circuits intégrés d’un appareil électronique, car ces composants demandent une tension continue semblable à celle fournie par une pile.

Pour rendre continue une tension alternative, il est nécessaire d’utiliser des diodes de redressement.

Une diode pour redresser une demi-alternance

Une diode reliée en série avec un enroulement secondaire, comme montré sur la figure 237 (remarquez la bague blanche placée sur une seule extrémité du corps), laisse passer seulement les demi-alternances positives de la tension alternative.

Si nous dirigeons la bague blanche vers le secondaire du transformateur, la diode laisse passer les seules demi-alternances négatives de la tension alternative (voir figure 238).

La tension redressée que nous prélevons sur la sortie de ces diodes n’est pas parfaitement continue mais pulsée, c’est-à-dire que la demi-alternance positive bascule d’une valeur minimale de 0 volt à une valeur maximale de 12 volts pour redescendre encore sur 0 volt.

Dans l’intervalle de temps occupé par la demi-alternance négative, la tension en sortie restera égale à 0 volt.

Cette tension pulsée ne peut pas être utilisée telle quelle car, pendant le temps où la tension alternative bascule sur la demi-alternance négative, l’alimentation de l’appareil est interrompue.

Pour éliminer cet inconvénient, on place, sur la sortie de la diode, un condensateur électrolytique ayant une capacité relativement élevée, par exemple 1 000 ou 2 000 microfarads (voir figure 242).

Pendant que la demi-alternance positive sort de la diode, elle alimente les transistors ou les intégrés présents sur le circuit électronique mais charge également le condensateur électrolytique.

Lorsqu’aucune tension ne sort de la diode en raison de la présence de la demi-alternance négative sur sa sortie, le condensateur électrolytique débite la tension qu’il avait accumulée et alimente ainsi les composants électroniques du circuit.

Durant le délai entre les deux demi-alternances positives le condensateur électrolytique a une légère décharge. De ce fait, on ne trouvera pas, en sortie, une tension continue stable mais une tension ondulée (voir figure 242).

Pour que le condensateur électrolytique puisse fournir la tension exacte demandée, même pendant la sortie de la demi-alternance négative, on redresse les deux demi-alternances en utilisant un transformateur avec double enroulement et point milieu (voir figure 239).

Si, sur les extrémités des enroulements A et B d’un transformateur doté d’un secondaire de 12 + 12 volts, on relie deux diodes en dirigeant leurs cathodes vers le positif, on y prélèvera une tension continue de 12 volts beaucoup plus stable que celle obtenue en redressant une seule demi-alternance, car on a redressé les deux demi-alternances.

Le circuit fonctionne de la façon suivante : quand une demi-alternance positive est présente sur le point A du transformateur, la demi-alternance négative est présente sur le point opposé B et vice-versa (voir figure 239).

Lorsque la demi-alternance positive est présente sur le point A, la diode DS1 fournit la tension d’alimentation à l’appareil. La demi-alternance négative étant présente sur le point B, la diode DS2 reste inactive. Lorsque la demi-alternance négative est présente sur le point A du transformateur, la diode
DS1 reste inactive et puisque la demi-alternance positive est présente sur le point opposé B, la diode DS2 alimente l’appareil.

En redressant les deux demi-alternances, nous éliminerons le délai de la demi-alternance négative comme c’est le cas sur la figure 237. En effet, avec deux diodes et un transformateur à point milieu, nous parvenons à redresser les deux demi-alternances (voir figure 239).

En redressant les deux demi-alternances, la fréquence de charge du condensateur électrolytique placé sur la sortie ne sera plus de 50 Hz mais bien de 100 Hz.

En chargeant le condensateur électrolytique dans un laps de temps réduit de moitié (voir figure 242 et figure 243), il sera capable de restituer la tension accumulée sans jamais descendre en dessous de la valeur demandée. La tension que nous obtiendrons en sortie sera donc beaucoup plus stable.

Il est possible de redresser les deux demi-alternances sans utiliser un transformateur à double enroulement de 12 + 12 volts, mais en reliant en pont 4 diodes comme montré sur la figure 240.

Quand la demi-alternance positive est présente sur le point A du transformateur et celle négative sur le point B:
- la diode DS2 redresse la demi-alternance positive,
- la diode DS3 redresse la demi-alternance négative.

Quand la demi-alternance négative est présente sur le point A du transformateur et la positive sur le point B:
- la diode DS1 redresse la demi-alternance négative,
- la diode DS4 redresse la demi-alternance positive.

Ces 4 diodes se trouvent dans le commerce déjà incluses dans un boîtier plastique appelé “pont redresseur”, doté de 4 broches (voir la photo d’illustration et la figure 246).

Les deux broches indiquées avec le symbole “~” de la tension alternative, doivent être reliées aux points A et B du transformateur.

Sur la broche indiquée avec le symbole “+”, on prélève la tension positive, tandis que sur celle indiquée avec le symbole “–”, on prélève la tension négative.

Si, par erreur, nous invertissons les 4 broches, sur la sortie du pont redresseur nous n’obtiendrons aucune tension.

Tous les ponts redresseurs sont construits pour accepter, sur leurs entrées, une valeur de tension alternative déterminée et pour fournir, en sortie, un courant de valeur déterminée.

Si nous disposons d’un pont redresseur de 100 volts 1 ampère, nous pouvons appliquer sur son entrée une valeur de tension alternative allant jusqu’à 100 volts maximum et nous pourrons prélever sur sa sortie un courant maximum de 1 ampère.

Sur l’entrée d’un pont redresseur de 100 volts nous pourrons appliquer des tensions alternatives de 5, 10, 25, 50, 70, 90 et 100 volts par exemple, mais jamais de 110 volts et nous pourrons prélever sur sa sortie des courants de 0,1, 0,3, 0,8 et 1 ampère par exemple, mais pas des courants supérieurs à 1 ampère.

Sur l’entrée d’un pont redresseur de 50 volts 15 ampères, nous pouvons appliquer une tension alternative quelconque, pourvu qu’elle ne dépasse pas les 50 volts et sur sa sortie nous pouvons prélever un courant maximum de 15 ampères mais pas plus.

Le transformateur